NASA“海洋融化格陵蘭”任務完成:六年繪製未知地形地圖

NASA的海洋融化格陵蘭(OMG)任務將於2021年12月31日結束,最重要的事情可能是它的名字:OMG證明,海水融化格陵蘭冰川的程度至少跟暖空氣從上面融化冰川的程度相同。

NASA“海洋融化格陵蘭”任務完成:六年繪製未知地形地圖

由於格陵蘭島冰層的冰損失目前對全球海洋上升的貢獻超過了任何其他單一來源,這一發現徹底改變了科學家對未來幾十年海平面上升速度的理解。

這些獨特的新測量結果已經明確了未來冰層流失的可能進度,在這個地方,今天冰川融化的速度是僅僅25年前的六到七倍。如果格陵蘭島的冰層全部融化,那麼全球海平面將上升約24英尺(7.4米)。

但這只是這個以飛機和船隻為基礎的小型任務故事的冰山一角。在六年的運作中,OMG沿着北半球最偏遠的海岸線的許多英里進行了首次科學測量。該任務對格陵蘭島海岸線周圍的海底進行了最完整的調查,其中包括幾十個以前未知的峽灣並測量了海洋溫度在不同地方、不同年份、不同頂部和底部的變化。為了獲得這個獨特的數據集,任務飛機在格陵蘭島周圍和上空記錄了足夠的飛行里程。

準備工作

據悉,超220條冰川從格陵蘭島流向海洋。在OMG之前,科學家們認為在這些冰川周圍和下面旋轉的海水必須對它們的冰層流失起作用。但究竟有多少呢?

衛星對海洋表面溫度的觀測對回答這個問題沒有什麼幫助。在格陵蘭島周圍,海洋的頂層非常冷且鹽度不高,並含有大量來自北極的水,這些都是最新鮮的海洋。而只接觸到這一層的淺層冰川會慢慢融化。但在數百英尺以下,海洋更溫暖、更咸。深層冰川會被更溫暖的水侵蝕,失去冰塊的速度是淺層冰川的四到五倍。

NASA“海洋融化格陵蘭”任務完成:六年繪製未知地形地圖

查明任何冰川風險的唯一方法就是去格陵蘭島測量冰川及其前面的海底和水。科學家們多年來一直以這種方式研究個別冰川,但南加州NASA噴氣推進實驗室的OMG首席調查員Josh Willis希望獲得完整的情況:對所有220多條冰川展開為期五年的測量。

“當我們開始設計OMG時,我們問自己,‘我們能否在五年內做一個實驗,告訴我們未來50年的情況?’”,Willis說道。結果證明,他們可以。NASA甚至允許他們進行第六年的實地考察以觀察格陵蘭島西海岸附近水溫的意外快速波動。

行動

該任務的第一項工作是繪製該島周圍的海底圖以了解深層、溫暖的水可以到達哪裡。一個承包商通過一艘研究船完成了大部分的測繪工作。OMG副首席研究員、JPL和加州大學歐文分校的Eric Rignot則負責在接下來的幾年裡領導了較小的調查以填補缺失的部分。

為了測量一直到海底的海洋溫度和鹽度,Willis開展了夏季機載活動,每年在整個海岸線的戰略位置向海洋投放約250個探測器。在遙遠的北極上空飛行六個夏天聽起來更像是一次冒險而非一個研究項目,但Willis表示:“這只是在回想中的冒險。當你在其中時,你低着頭,儘可能地努力工作。”

OMG收集的詳細地圖和溫度數據顯示,兩到四倍的冰川坐落在比以前想象的溫度高几度的水中,因此,其風險比任何人都要高。研究人員了解到,格陵蘭島約1/3的冰川占其冰雪損失的一半;OMG則發現,所有這些罪魁禍首都可深入到溫暖的海水中。而沒有考慮到暖水影響的氣候模型至少低估了冰川損失的兩倍–換言之,錯過了這個來源的一半的海平面上升。

合作

除了海洋學之外,OMG的突破性數據還影響了許多種類的北極研究。如華盛頓大學的Kristin Laidre是國際知名的獨角鯨專家,獨角鯨是具有獠牙般突起的北極鯨。她和JPL的OMG聯合首席調查員Ian Fenty開發了一個對海洋生物學家和海洋學家都有好處的項目:進行研究巡航以放置OMG探測器和聲學探測儀,進而記錄西格陵蘭冰川前獨角鯨的存在。

探測器的數據提供了一個小區域內海洋條件變化的特寫視圖。Laidre希望,結合測深儀的數據,這將有助於解釋某些冰川前沿對獨角鯨特別有吸引力的原因。她說道:“我們生物學家通過跟物理科學家合作可以更好地了解動物和種群。”

延續

任務的結束並不意味着來自格陵蘭海洋的所有新數據的結束。2021年,該團隊在海洋溫度或環流的變化尚未完全了解的地區投放了一些壽命較長的探測器。這些探測器在海面下“過冬”並繼續在水中上下晃動以收集數據,這些數據將在明年夏天冰層融化時被遠程讀取。

許多領域的科學家將繼續利用OMG的觀測數據進行研究。迄今為止,約有一半使用這些數據的同行評審期刊文章是由該任務的科學團隊以外的研究人員撰寫的–這是一個不同尋常的大比例。Willis說道:“我們看到了比我們最初計劃的更多的科學。這些論文是不會停止的。”

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